[發明專利]一種細胞牽引力與粘彈性的同時定量測定方法

有效

• 申請號: 201710398017.0
• 申請日: 2017-05-31
• 公開（公告）號: CN107238661B
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 周鐵安;熊倫;周珍;黃靚圓;沈海波;黃復深;鄔克彬;趙佳;洪彬
• 申請（專利權）人: 湖南農業大學
• 主分類號: G01N29/12
• 分類號: G01N29/12
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司43113
• 代理人: 何為,周棟

1.一種細胞牽引力與粘彈性的同時定量測定方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

(1)將AT切石英晶體與BT切石英晶體置于培養皿或檢測池內，所述AT切石英晶體與BT切石英晶體具有相同頻率、表面形態和/或修飾了相同的表面黏附分子；

(2)向培養皿或檢測池中加入待測細胞，通過如下公式測定出細胞在黏附時間為t時的細胞牽引力ΔS_t：

ΔS_t＝(K_AT-K_BT)^-l[tq^ATΔf_t^AT/fr^AT-tq^BTΔf_t^BT/fr^BT](Ⅰ)

式(Ⅰ)中，K_AT＝2.75×10^-l2cm²dyn^-1，K_BT＝-2.65×10^-l2cm²dyn^-1分別為AT切石英晶體與BT切石英晶體的應力系數；fr^AT為AT切石英晶體的諧振頻率、fr^BT為BT切石英晶體的諧振頻率，tq^AT為AT切石英晶體的厚度、tq^BT為BT切石英晶體的厚度，均為常數；Δf_t^AT，Δf_t^BT分別為AT切、BT切晶體在任意時間t相對于其參考點的頻移；

當ΔS_t為負號時，表明細胞本身受到的應力是壓應力，細胞處于收縮狀態，對應細胞外基質受到一大小相等方向相反的張應力；當ΔS_t為正號時細胞本身受到的力為張應力，細胞處于鋪展狀態，對應細胞外基質受到一大小相等方向相反的壓應力；

由ΔS引起的AT切與BT切晶體頻移變化分別為：

Δf，_s^AT＝fr^AT K_ATΔS/tq^AT(Ⅱ)

Δf,_s^BT＝f_r^BT K_BTΔS/tq^BT(Ⅲ)

細胞黏附引起的總的頻移由三部分組成：

Δf^AT＝Δf,s^AT+Δf,m^AT+Δf,visco^AT(Ⅳ)

Δf^BT＝Δf,s^BT+Δf,m^BT+Δf,visco^BT(Ⅴ)

式(Ⅳ)和式(Ⅴ)中，S,m,visco分別為表面應力、質量與粘彈性引起的頻移；已知了表面應力引起的頻移后，質量與粘彈性引起的頻移變化為：

Δf,m^AT+Δf,visco^AT＝Δf^AT-Δf,s^AT(Ⅵ)

Δf,m^BT+Δf,visco^BT＝Δf^BT-Δf,s^BT(Ⅶ)

在電極上修飾了細胞黏附分子而使細胞與傳感器形成黏著斑與緊密接觸，細胞-傳感器距離大為減小致可忽略，細胞層厚度相對于聲波探測深度為半無限粘彈性介質時，細胞的粘彈性參數，包括細胞層存儲模量與損耗模量通過如下公式定量求出：

細胞存儲模量G′＝π²Zq²(ΔR²/16π²Lq²-Δf²)/ρ_liqf_r²(Ⅷ)

細胞損耗模量G″＝-πZq²ΔfΔR/2Lqρ_liqf_r²(Ⅸ)

式(Ⅷ)和式(Ⅸ)中Zq、Lq、fr分別為石英晶體的聲阻抗、動態電感與諧振頻率，為常數；ρ_liq為培養基的密度， 近似為水的密度，為常數；ΔR為AT或BT切石英晶體在任意時間相對于其參考點的動態電阻變化；Δf是AT BT扣除了表面應力部分引起的頻移之后的頻移；

此外，細胞的粘彈性還可由細胞粘彈性指數CVI由式(Ⅹ)來半定量表征：

CVI＝ΔR/Δf (Ⅹ)；

式(Ⅹ)中Δf是扣除了表面應力部分引起的頻移之后的頻移。